在Steam理念關(guān)照下的圖形與幾何教學(xué)的實踐研究（一）

劉雅蘭

近十年，哈爾濱市香坊區(qū)小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科一直在生命化課堂的構(gòu)建中學(xué)習(xí)、研究，探索和實踐。現(xiàn)將我們的收獲在這里與大家分享。

一、核心目標下的基本點定位

我們在生命化課堂的構(gòu)建中秉承著這樣的基本理念：提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，為學(xué)生持續(xù)的學(xué)習(xí)和終身成長提供支撐。圍繞著這一目標的達成，我們有四個教研的基本依據(jù)：

1.興趣是教學(xué)的基本出發(fā)點，教學(xué)中我們意圖點燃學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)熱情，讓數(shù)學(xué)抽象的美、嚴謹?shù)男颉r值的用滋養(yǎng)學(xué)生，使學(xué)生體會數(shù)學(xué)智慧與數(shù)學(xué)思維的魅力，激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的動力。

2.好奇心是學(xué)生實現(xiàn)自我成長的助推劑。好奇心的培養(yǎng)與問題的意識、能力相關(guān)，讓問題的意識與能力的培養(yǎng)充斥在學(xué)生思考的全過程，用數(shù)學(xué)的眼光去發(fā)現(xiàn)，用數(shù)學(xué)的思維去思考，用數(shù)學(xué)的語言去表達。

3.有框架、有層次、有結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)知識才是更有價值的“慧”，為學(xué)生提供結(jié)構(gòu)化的數(shù)學(xué)，體會知識橫縱化的聯(lián)系與獲得對數(shù)學(xué)知識本質(zhì)的思考，讓學(xué)生在有方法、有聯(lián)系中提升數(shù)學(xué)的意識。

4.讓對話與合作使得無邊界學(xué)習(xí)成為必然。在學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師研究中，我們提倡構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體，讓分享、對話、創(chuàng)造性的發(fā)現(xiàn)充斥在我們的課堂和教研的過程中。

二、持續(xù)的關(guān)注，研究點定位

提供創(chuàng)意課堂。將數(shù)學(xué)游戲、魔術(shù)、數(shù)學(xué)繪本、項目式學(xué)習(xí)、Steam等理念和方式引入課堂。研究的角度主要有兩個方面：

1.融入正常的課堂教學(xué)。讓新奇的教學(xué)呈現(xiàn)與傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容對接，在守正與用奇的輝映中讓課堂教學(xué)煥發(fā)勃勃生機。

2.開發(fā)創(chuàng)意課程。作為數(shù)學(xué)學(xué)科工作者，基于我們對于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的理解和學(xué)生數(shù)學(xué)能力的發(fā)展規(guī)律的掌握，我們自主研發(fā)創(chuàng)意課程。

三、 研究內(nèi)容的價值

1.空間思維的理解。

空間思維是一種普遍的思維能力，是日常生活不可或缺的一部分。人與事物的相互作用必須從位置、距離、方向、形狀和圖案來理解。空間思維通過管理、轉(zhuǎn)換和分析數(shù)據(jù)來解決問題，尤其是復(fù)雜和大型的數(shù)據(jù)集，并將這些過程的架構(gòu)傳遞給自己和他人。空間思維由三大要素組成：空間概念、呈現(xiàn)工具以及推理過程。空間思維能力涉及到對空間意義的理解，利用空間的各種性質(zhì)形成問題，尋找答案，并呈現(xiàn)解決方案。通過使空間結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各種關(guān)系可視化，觀察、記錄、分析物體之間的靜、動態(tài)關(guān)系。

2.研究的價值。

教育、心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)空間思維與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和成就之間有密切聯(lián)系。在一項40萬學(xué)生的縱向研究中，預(yù)測了哪些學(xué)生將來會進入并在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)相關(guān)的學(xué)科取得成功。研究表明，空間思維比語言和數(shù)學(xué)技能更能預(yù)示數(shù)學(xué)的成功，這些都說明在數(shù)學(xué)教育中空間思維的重要性。

國內(nèi)外進行的許多研究表明空間思維是可塑的，可以通過教育和經(jīng)驗來提高。在一項研究中，研究者讓六至八歲的兒童完成數(shù)學(xué)和空間測試，然后進行45分鐘的心里旋轉(zhuǎn)練習(xí)（空間思維組）或縱橫字謎（對照組），然后再對這些兒童進行同樣的空間和數(shù)學(xué)測試。與控制組的兒童相比，空間思維組的兒童在計算技能上有了顯著的提高。這表明，我們可以通過培養(yǎng)學(xué)生的空間思維，帶動學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力和水平的提升。

3.Steam理念下的介入方式的思考。

Steam理念是一種融合的教育，融科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)五個學(xué)科的內(nèi)容，是一種跨學(xué)科的整合。這類課程呈現(xiàn)的主要方式是項目式的學(xué)習(xí)，體現(xiàn)了學(xué)生主體參與、綜合應(yīng)用所學(xué)知識和創(chuàng)造性的解決問題能力的培養(yǎng)。我們認為Steam理念在課堂教學(xué)中的應(yīng)用直指學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，使學(xué)生在將來能夠積極地面對復(fù)雜的問題，并主動尋求問題的解決方法和策略。

我們認為這種Steam理念在課堂教學(xué)中的應(yīng)用，既可以作為新課程開發(fā)、項目制學(xué)習(xí)的依據(jù)，同時也可以作為課堂教學(xué)過程中新的思路。下面，我們就把香坊區(qū)小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科在這方面的實踐與大家進行分享：整體的交流主要分成兩個主題：一是課堂教學(xué)中Steam理念的應(yīng)用促進學(xué)生空間思維的發(fā)展;二是在新課程的開發(fā)中，Steam理念對學(xué)生空間思維能力的促進。